(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＣＢの無害化処理を効率よく連続的に行うことができるＰＣＢの無害化処理方法を提供する。【解決手段】固定環状体２０と回転円盤１０を有する処理チャンバ１内に不活性ガス４を供給しながら、ＰＣＢ液と灯油が重量比で１０：９０〜８０：２０である混合液、およびＰＣＢ中の塩素と同当量で平均粒径１μｍ〜３μｍの金属ナトリウムを浮遊分散させている処理液を該チャンバに底部より供給し、該回転円盤を１０，０００ｒｐｍ〜１８，０００ｒｐｍで回転させると共に１５０℃以上２５０℃以下に昇温する。【選択図】図１
2013081570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバの中央に、面内に複数の貫通孔を有する直径が２５０ｍｍ〜３５０ｍｍの複数枚の回転円盤を、回転軸に取付けて配置すると共に、前記の各回転円盤を上下から挟むように固定環状体を当該チャンバ内周壁面に設けた構成を備える処理チャンバにおける前記回転円盤を固定環状体の間で高速回転させるに当り、
前記処理チャンバ内に不活性ガスを供給すると共に、処理したいＰＣＢ液と灯油を重量比で１０：９０〜８０：２０の割合で混合し、この混合液にＰＣＢ中の塩素と同当量の１００℃〜１５０℃に加熱した金属ナトリウムを添加し、平均粒径１μｍ〜３μｍの金属ナトリウムを浮遊分散するように混合した処理液を、前記チャンバ内にその底側から供給する一方で、前記回転円盤を１０，０００ｒｐｍ〜１８，０００ｒｐｍで回転させておくことにより、
前記固定環状体の平面と回転円盤の平面と穴の作用で当該チャンバ内の気体と供給される前記処理液を乱流化して超音波振動を生起させ、
同時に、前記気体と処理液をすき間に保持している固定環状体と回転円盤の作用でチャンバ内にある処理液を１５０℃以上２５０℃以下に昇温させると共に、その処理液に２０，０００Ｇ〜４０，０００Ｇの加速度を加え、
当該処理液の分子間結合を切断して分離されたＰＣＢの塩素と前記金属ナトリウムを結合し、これにより生成されるビフェニルと食塩を含む処理された液を前記チャンバ上部の排出部から排出させるようにしたことを特徴とするＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項２】
ＰＣＢを含む液は、２ｌ/ｍｉｎ〜６ｌ/ｍｉｎの送給量で処理チャンバに供給される請求項１のＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項３】
回転円盤の枚数を３〜４枚とする請求項１又は２のＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項４】
処理チャンバ内で処理されて生成されるビフェニルと食塩を含む液は、前記チャンバから排出された後にＰＣＢ濃度が測定され、ＰＣＢが残っている場合には処理したいＰＣＢを含む液の貯留部に還流させる請求項１〜３いずれかのＰＣＢの無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリ塩化ビフェニル（以下、ＰＣＢという）を物理的・機械的手段を用いて無害化処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢは化学的にきわめて安定な物質で絶縁性に優れているところから、電気絶縁油などとして広く使用されていた。
しかし乍ら、ＰＣＢが人体に悪影響を与えることが明らかになる一方、難分解性のために長期間に亘って残留し人体等悪影響を与え続けることで、残存ＰＣＢが社会問題化したことは、周く知られているところである。
【０００３】
上記のような問題物質ＰＣＢを無害化する処理方法としては、従来から、脱塩素化分解法、水熱酸化分解法、光分解法、プラズマ分解法などの処理方法が、ＰＣＢの無害化処理方法として提案されたことが知られている。
【０００４】
しかし、上記の提案された方法は、密閉圧力容器の内部を高温・高圧下、或は、窒素ガスの存在下においてＰＣＢの処理を行うため、耐圧・耐熱性能を備えた反応容器を不可欠としている。このため設備コストが嵩張るほか反応容器の製造も容易ではないという難点があり、また、密閉圧力容器内での処理のため、大量のＰＣＢの連続的な処理はできないという、実用上の問題がある。
【０００５】
このような提案技術の問題点に鑑み、本発明の発明者は、密閉圧力容器を必要としないＰＣＢの無害化処理方法を先に特許文献１，２などにより提案した。
【０００６】
本願の発明者が先に提案したＰＣＢの無害化処理方法は、小孔付きの高速回転円板の作用によるメカノケミカル効果を利用するようにしたものであったが、処理装置の構造に開発ポイントを置いた発明であったため、所期の処理効果を得るための処理態様については解決すべき課題が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７９０８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明では、小孔付き高速回転円板のメカノケミカル効果を利用してＰＣＢを無害化処理するに当り、当該無害化処理を効率よく連続的に行うことができるＰＣＢの無害化処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決することを目的としてなされた本願のＰＣＢ無害化処理方法の構成は、
処理チャンバの中央に、面内に複数の貫通孔を有する直径が２５０ｍｍ〜３５０ｍｍの複数枚の回転円盤を、回転軸に取付けて配置すると共に、前記の各回転円盤を上下から挟むように固定環状体を当該チャンバ内周壁面に設けた構成を備える処理チャンバにおける前記回転円盤を固定環状体の間で高速回転させるに当り、
前記処理チャンバ内に不活性ガスを供給すると共に、処理したいＰＣＢ液と灯油を重量比で１０：９０〜８０：２０の割合で混合し、この混合液を１００℃〜１５０℃に加熱して前記ＰＣＢ中の塩素と同当量で平均粒径１μｍ〜３μｍの金属ナトリウムを浮遊分散させている処理液を、前記チャンバ内にその底側から供給する一方で、前記回転円盤を１０，０００ｒｐｍ〜１８，０００ｒｐｍで回転させておくことにより、
前記固定環状体の平面と回転円盤の平面と穴の作用で当該チャンバ内の気体と供給される前記処理液を乱流化して超音波振動を生起させ、
同時に、前記気体と処理液をすき間に保持している固定環状体と回転円盤の作用でチャンバ内にある処理液を１５０℃以上２５０℃以下に昇温させると共に、その処理液に２０，０００Ｇ〜４０，０００Ｇの加速度を加え、
当該処理液の分子間結合を切断して分離されたＰＣＢの塩素と前記金属ナトリウムを結合し、これにより生成されるビフェニルと食塩を含む処理された液を前記チャンバ上部の排出部から排出させるようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、処理チャンバ内で回転円盤を１０，０００ｒｐｍ〜１８，０００ｒｐｍの超高速で回転させているとき、前記処理チャンバ内に不活性ガスを供給すると共に処理したいＰＣＢ液と灯油を重量比で１０：９０〜８０：２０の割合で混合し、この混合液にＰＣＢ中の塩素と同当量の１００℃〜１５０℃に加熱した金属ナトリウムを添加し、平均粒径１μｍ〜３μｍの金属ナトリウムを浮遊分散するように混合した処理液を、前記チャンバ内にその底側から供給するように下から、前記処理液が乱流化されて超音波振動を生起し、チャンバ内の処理液が１５０℃以上２５０℃以下に昇温させると共に、その処理液に２０，０００Ｇ〜４０，０００Ｇの加速度が加わり、これによって、前記処理液の分子間結合を切断して分離されたＰＣＢの塩素と前記金属ナトリウムを結合し、生成されたビフェニルと食塩を含む処理された液を前記チャンバ上部の排出部から排出することができる。これにより大量のＰＣＢであっても効率よく、かつ、連続的に無害化処理することができる。また、処理チャンバは密閉圧力容器でなくてもよいから、設備コストも低く、製造も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明ＰＣＢ無害化処理方法を実施するための一例の系統図。
【図２】図１の処理系統において処理チャンバの構造の一例を模式的に示した縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明方法の実施の形態例を図に拠り説明する。
図１において、１は処理チャンバ、２は処理したいＰＣＢを灯油と混合した状態の１００℃〜１５０℃処理液を一時貯留しておき、その処理液を前記チャンバ１に所定態様で供給できるようにしたＰＣＢを含む処理液の貯留槽、３は前記貯蓄槽２から送出される処理液に１００℃〜１５０℃で溶融させた金属ナトリウムを添加するためのナトリウム添加装置であり、３Ａは添加される前記ナトリウムを平均粒径１μｍ〜３μｍで前記処理液に浮遊分散させるミキサである。金属ナトリウムが浮遊分散された処理液は、処理チャンバ１に、２ｌ/ｍｉｎ〜６ｌ/ｍｉｎの送給量、一例として４ｌ/ｍｉｎ程度の送給量により当該チャンバ１の底部１ａ側の取出口３ＰＮからチャンバ内に送り込まれる。図１においてＶ１〜Ｖ３は貯留槽２と処理チャンバ１の間において挿入したバルブ、Ｐは同じくポンプである。
【００１３】
処理チャンバ１の構成例については、後に図２により詳述するが、チッソ供給手段４の作用で取出口４Ｎからチッソが充填されている当該チャンバ１の内部に前記送給量で連続的に送り込まれる処理液は、チャンバ内で１０，０００ｒｐｍ〜１８，０００ｒｐｍ一例として１２，０００ｒｐｍ程度で回転する３〜４枚、一例として４枚の、小孔付きで直径が２５０ｍｍ〜３５０ｍｍ一例として３００ｍｍの回転円盤１０と、この回転円盤１０の間に位置付けてこのチャンバの内周壁面に設けられた回転しない固定板２０の作用で、いわゆるメカノケミカル作用を受ける。
【００１４】
前記作用を受けるＰＣＢを含む処理液は、ＰＣＢの塩素とビフェニルの分子結合が切り離され、分離された塩素が前記金属ナトリウムと結合して食塩に生成されると共に分離したビフェニエルを含んだ処理済の液体が前記チャンバ１の上部１ｂから処理液に作用している高速回転円盤１０の遠心力の作用でチャンバの外に送出されることによって、前記処理液が含んでいるＰＣＢが無害化される。
【００１５】
図１において、５は処理チャンバ１の上部１ｂから送出される処理済の液を冷却する凝縮器、６は凝縮器を通過した処理済液を収容する処理済槽である。因みに、処理チャンバ１から処理されて送り出され凝縮器５に入る処理済液の温度は１８０℃前後である。
本発明では、一次処理済槽６に入る処理された液は、そのＰＣＢ濃度が濃度測定手段１０により測定され、その測定結果によって処理済液に無害化されないＰＣＢが含まれていることが判別部１１で判別されると、戻しポンプ７を使って貯留槽１に戻し、再度処理チャンバ１に送られる循環式の再処理ルートを備えている。６１は判別部１１でＰＣＢが含まれていないと判別された処理済液が切換部１２を経由して供給される処理完了槽である。判別部１１では、切換部１２の流路切換のための信号と戻しポンプ７の起動，停止のための信号が、測定手段１０からの信号に基づいて形成され、切換部１２と戻しポンプ７に供給されるようになっている。
【００１６】
８は、処理チャンバ１内に処理中に生成される蒸気・ガスを冷却して凝縮する蒸気凝縮器であり、この凝縮器８で冷却凝縮された蒸気・ガスは活性炭などの濾過材９ａを備えた濾過槽９を通して一次処理済槽６に送給される。
【００１７】
次に、図２によって本発明で使用する処理チャンバの具体的構造の例を説明する。
図２において、処理チャンバ１は、次の構成を具備している。すなわち、処理チャンバ１は、好ましくは内周壁に凹凸のある筒状の内室３０を有し、その内室３０の中心部に、チャンバ１の上方へ伸びた太い回転軸４０を回転自在に備えている。回転軸４０には、中心に液状の冷却剤を流通させるための冷却通路が、この回転軸４０に設けた孔４０ａとこの孔４０ａに挿入した冷却剤ＣＬの供給パイプ４０ｂによって形成されている。図示した回転軸４０は、チャンバ１の上方において冷却機構を備えた上，下の軸受４０ｃと４０ｄに支持されている。軸受４０ｃ，４０ｄの位置は図示した例に限られるものではない。
【００１８】
処理チャンバ１の外周面は、ほぼ全域が外室ジャケット５０で覆われ、該ジャケット５０の上部に設けた蒸気・ガスの出口５０ａからチャンバ１の内室３０に生成した蒸気・ガスが排出され、このジャケット５０の下部に設けた液体の出口５０ｂから内室３０で処理された液が排出される。図２において、５１は、処理チャンバ１の内室３０の外部上面と外室ジャケット５０の上面に配置された冷却プレートで、当該プレート５１には、冷却剤が流通する冷却剤通路５１ａと５１ｂが形成されている。なお、４０ｅは回転軸４０に高速回転を付与する高速回転機構であるが、この機構４０ｅは、図示しないが、電動機、増速歯車列などによる増速機構、軸受などを含む。
図２において、処理チャンバ１の底部１ａの中央には、ＰＣＢを含んだ処理液の供給口３ＰＮが形成されている。４Ｎは同じ底部１ａに形成したチッソの供給口で、供給されるチッソは、チャンバ内室３０と外室ジャケット５０の内部に供給されるように通路が形成されている。
【００１９】
本発明では、上記の構成を備えた処理チャンバ１に、ＰＣＢを含んだ処理すべき液が送給されて無害化処理されるので、この点について以下に説明する。
図１における貯留槽２には、ＰＣＢ液と灯油を重量比で約１０：９０〜８０：２０の範囲で混合したＰＣＢを含む液が送り込まれている。
この液に１００℃〜１５０℃で溶融させた金属ナトリウムが、処理チャンバ１に送給される途中で添加装置３によって加えられる。添加される金属ナトリウム粒は、ミキサ３Ａによって前記ＰＣＢを含む液中に混合され、前記ナトリウムを平均粒径１μｍ〜３μｍでこの液中に浮遊分散される。
【００２０】
一方、処理チャンバ１では、回転軸４０に高速回転機構４０ｅから回転が付与され、回転軸４０に取付けられた小孔１０ａを設けた直径３００ｍｍの回転円盤１０に、一例として１２，０００ｒｐｍ程度の回転を付与する。回転円盤１０への前記回転は、当該円盤１０に小孔１０ａが設けられていること、並びに、回転円盤１０が固定板２０に挟まれていることにより、チャンバ内室３０の内部に強大な負圧を生起させる。この負圧が上記のナトリウム金属が混合されて予熱されているＰＣＢを含む処理液を、チャンバ内に吸引する。
【００２１】
処理チャンバ内１に生じる負圧により当該チャンバ内に吸引されるように送給されるＰＣＢを含む処理液は、高速回転する小孔１０ａ付きの円盤１０と固定板２０の対向した平面と、その対向面に存在する回転円盤の小孔１０ａによって高速乱流化され、これによってチャンバ内室３０の内部に超音波振動を生起させる。
【００２２】
一方、処理チャンバ１の外で１００℃〜１５０℃に予熱されていた前記処理液は、前記チャンバ内室３０の内部における乱流と超音波振動の作用で１５０℃〜２５０℃以下程度にまで昇温されると同時に、高速回転する円盤１０によって強大な遠心力を受けるため、水平方向（横向き）に２０，０００Ｇ〜４０，０００Ｇもの強大な加速度を受けることとなる。
【００２３】
上記のような機械作用を受けるＰＣＢを含んだ処理液は、ＰＣＢを形成する塩素とビフェニルの分子間結合が切断されてＰＣＢから分離した塩素と金属ナトリウムが結合し、これにより食塩とビフェニルを含む液に処理される。
【００２４】
上記のＰＣＢを含んだ液の食塩とビフェニルを含む液への変化は、処理チャンバ１の内室３０で処理された液がこのチャンバ１（内室３０）の上部１ｂに設けた出口３０ａから送出されて、液体はジャケット５０の下部の出口５０ｂから凝縮器５に送られ、そこで冷却されて一次処理済槽６に収容される。このとき、測定手段１０でＰＣＢ濃度が測定されてその濃度が所定値以下、好ましくは濃度ゼロになるまで一次処理済槽６から貯留槽２に還流され、繰り返し処理チャンバ１内でメカノケミカル作用を受ける。
また、処理チャンバ１の内室３０に生成される蒸気・ガスは、出口３０ａから外室ジャケット５０の上部の出口５０ａから凝縮器８に送られ、そこで液化されたものが一次処理済槽６へ送り込まれる。
【００２５】
このようにして、処理チャンバ１で処理されたＰＣＢを含んだ液の一次処理済槽６におけるＰＣＢ濃度がゼロになったことが測定手段１０で検出されたら、処理チャンバ１で処理されたＰＣＢを含んだ液は無害化処理されたことになるから、その処理済液は処理完了槽６１に送られて、貯留槽２に収容されていたＰＣＢを含む処理液の本発明による無害化処理が完了する。
【００２６】
本発明は以上の通りであって、従来提案されているＰＣＢの無害化処理技術では低コストで効率のよい無害化処理は困難であったが、本発明では、処理チャンバの中央に、面内に複数の貫通孔を有する複数枚の回転円盤を、回転軸に取付けて配置すると共に、前記の各回転円盤を上下から挟むように固定環状体を当該チャンバ内周壁面に設けた構成を備える処理チャンバにおいて、前記回転円盤を、固定環状体の間で１０，０００ｒｐｍ〜１８，０００ｒｐｍで回転させているとき、その処理チャンバ内に不活性ガスを供給すると共に、処理したいＰＣＢ液と灯油を重量比で１０：９０〜８０：２０の割合で混合し、この混合液にＰＣＢ中の塩素と同当量の１００℃〜１５０℃に加熱した金属ナトリウムを添加し、平均粒径１μｍ〜３μｍの金属ナトリウムを浮遊分散するように混合した処理液を、当該チャンバ内にその底側から供給することにより、その処理液の分子間結合を切断して分離されたＰＣＢの塩素と前記金属ナトリウムを結合し、これにより生成されるビフェニルと食塩を含む処理された液を前記チャンバ上部の排出部から排出させてＰＣＢを無害化処理することができるから、密閉圧力容器を用いることなく効率よくＰＣＢを無害化処理でき、産業上きわめて有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１      処理チャンバ
２      貯留槽
３      ナトリウム添加装置
３Ａ    ミキサ
４      チッソ供給手段
５      処理済液凝縮器
６      一次処理済槽
６１    処理完了槽
７      戻しポンプ
８      蒸気凝縮器
９      濾過槽
１ａ    チャンバ１における内室３０の底部
１ｂ    チャンバ１における内室３０の上部
１０    回転円盤
１０ａ  小孔
２０    固定板（固定環状体）
３０    チャンバ内室
４０    回転軸
５０    外室ジャケット
【図１】
2013081570.tif 000003
【図２】
2013081570.tif 000004